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    非晶態(tài)合金的特點和應(yīng)用

    發(fā)布時間:2018-9-7 10:01:35   來源:盛龍華純鐵    瀏覽次數(shù):5591

    非晶態(tài)合金指的是內(nèi)部原子排列不存在長程有序的金屬和合金,通常也稱為玻璃態(tài)合金或金屬玻璃。非晶態(tài)合金與液態(tài)一樣具有近程有序而遠(yuǎn)程無序的結(jié)構(gòu)特征。

    物質(zhì)就其原子排列方式來說,可以劃分為晶體和非晶體兩種。材料的原子呈規(guī)則排列的就是晶體;原子呈無規(guī)則排列的就是非晶體。1960年美國用快冷首次獲得了非晶態(tài)的合金  ,1967年又得到非晶合金  ,并發(fā)現(xiàn)非晶態(tài)金屬具有很多常規(guī)晶態(tài)金屬所不具備的優(yōu)越性能。由于非晶含金在結(jié)構(gòu)上與玻璃相似,故亦稱為金屬玻璃。
    隨著對非晶態(tài)合金研究的深入,各種非晶態(tài)合金所具備的優(yōu)異物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)逐漸被人們認(rèn)識,越來越多的非晶態(tài)合金也將會替代傳統(tǒng)材料應(yīng)用于工程、精密機械、信息、航空航天器件、國防工業(yè)等高新技術(shù)領(lǐng)域,成為提高性能和發(fā)軍功能性的關(guān)鍵材料。
    (1)高強韌性。其抗拉強度可達(dá)到3000 MPa以上,而超高強度鋼(晶態(tài))抗拉強度僅為1800~2000 MPa。另外,許多淬火態(tài)的非晶態(tài)合金薄帶可反復(fù)彎曲,即使彎曲180°也不會斷裂。
    (2)耐腐蝕性。它具有很強的耐腐蝕性,其主要原因是凝固時能迅速形成致密、均勻、穩(wěn)定的高純度鈍化膜。
    (3)優(yōu)良的磁性。與傳統(tǒng)的金屬磁性材料相比,由于非晶合金原子排列無序,沒有晶體的各向異性,而且電阻率高,具有高的磁導(dǎo)率,低的損耗,是優(yōu)良的軟磁材料。
    (4)工藝簡單、節(jié)能、環(huán)保。非晶合金薄帶成品的制造是在煉鋼之后直接噴帶的,只需一步就完成制造,工藝大大簡化,節(jié)能,無污染,有利于環(huán)境保護(hù)。
    材料學(xué)家從合金的成分、制備工藝和應(yīng)用性能等方面出發(fā),已經(jīng)開發(fā)出一些非晶合金體系。
    (1)鐵基非晶合金。
    鐵基非晶合金的主要成分為Fe、Si、B、C、P。其特點是磁性強,軟磁性能優(yōu)于硅鋼片,價格便宜,最適合替代硅鋼片,用作中低頻變壓器的鐵芯。
    (2)鐵鎳基非晶合金。
    鐵鎳基非晶合金的主要成分為Fe、Ni、Si、B、P。其特點是磁性比較弱,但磁導(dǎo)率比較高,價格較貴,可以代替硅鋼片或者坡莫合金(Fe-Ni合金),用作高要求的中低頻變壓器鐵芯。
    (3)鈷基非晶合金。
    鈷基非晶合金的主要成分為Co、Fe、Si、B。其特點是磁性較弱.但磁導(dǎo)率極高,價格很貴,一般替代坡莫合金和鐵氧體用于要求嚴(yán)格的軍工電源中的變壓器、電感等。
    (4)鐵基納米品合金(超微晶合金)。
    鐵基納米晶合金的主要成分為Fe、Si、B和少量的Cu、Mo、Nb等,其中Cu和Nb是獲得納米晶結(jié)構(gòu)必不可少的元素。它們先被制成非晶帶材,然后經(jīng)適當(dāng)退火.形成微品和非品的混合組織。這類合金的突出優(yōu)點是兼?zhèn)淞髓F基非晶合金的高磁感和鈷基非晶合金的高磁導(dǎo)率、低損耗,是成本低廉的鐵基材料。它可替代鈷基非晶合金、晶態(tài)坡莫合金和鐵氧體,在高頻電力電子和電子信息領(lǐng)域中獲得廣泛應(yīng)用,以達(dá)到減小體積、降低成本等目的。
    在非晶態(tài)合金的應(yīng)用中,最早考慮到這種新型材料的機械性能和強度性能,把這類材料用于簾布、刮胡須刀片等方面后來發(fā)現(xiàn),非晶態(tài)合金具有非常好的磁特性,從此,非晶態(tài)磁性合金的研究和應(yīng)用便得到了重視。隨著非晶態(tài)理論、工藝及材料的深入研究,各國的研究工作者對非晶態(tài)合金的應(yīng)用進(jìn)行了極其廣泛的探索,越來越多地取得了實驗性和工業(yè)性實驗結(jié)果。
    如今,非晶態(tài)合金在磁性器件方面的應(yīng)用不僅取得了很大的進(jìn)展,而且取得了極大的經(jīng)濟(jì)效益,在機械、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等方面也都有了很好的應(yīng)用。
    日常生產(chǎn)生活中接觸的非晶態(tài)材料已經(jīng)很多,例如,用非品態(tài)合金制備的高耐磨音頻視頻磁頭在高檔錄音、錄像機中的廣泛應(yīng)用。常常有人對圖書館或超市中書或物品中所暗藏的報警設(shè)施感到驚訝,其實,這不過是非晶態(tài)軟磁材料在其中發(fā)揮著作用,非晶合金條帶可以夾在書籍或者商品中,也可以作成商品標(biāo)簽,如果商品尚未付款就被帶出,則在出口處的檢測裝置就會發(fā)出信號報警。用非晶態(tài)合金制作配電變壓器鐵芯,它比硅鋼片作鐵芯變壓器的空載損耗下降75%左右,空載電流下降約80%,是節(jié)能效果較理想的配電變壓器,特別適用于電效率低的農(nóng)村電網(wǎng)。在逆變焊機電源中納米晶合金已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。

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